TW201201636A - Circuit board with jumper structure - Google Patents

Description

201201636 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係指-種具跳線結構之電路板，尤指一種可利用微帶線 轉換共平面波導再機成微帶_結構來實現減跳線之電路板。 【先前技術】 隨著科技的發展，電子產品不斷地朝向輕薄短小方面研發，因 此，印刷電路板上的電路設計也愈趨複雜，相對地，各訊號線交會 的機會也大幅地增加。一般來說，當有訊號線交會的地方，通常會 利用跳線的方式，來避免兩訊號線之間的訊號互相產生干擾。請參 考第1圖’第1圖為習知使用空橋的方式來實現跳線之示意圖。如 第1圖所示，第-訊號S1係經由輸入埠P1傳輸至傳輸線u，再經 由一金屬架A傳送至傳輸線L2，最後由輸出埠p2輸出。第二訊號 S2係經由輸入埠P3傳輸至傳輸線L3，再經由輸出埠p4輸出。習 知技術利用金屬架讓第一訊號S1可藉由空橋的方式穿過用來傳送 第二訊號S2之傳輸線L3，使第一訊號S1與第二訊號S2互相不受 到干擾，以達到訊號跳線的目的。然而，使用第丨圖之空橋跳線的 方式’雖然具有不錯的隔離度，但是介入損耗（Inserti〇nL〇ss)卻 非常咼，而反射損耗(ReturnLoss)則是太小。而且，若金屬架a與 傳輸線L3的距離愈大，則介入損耗及反射損耗也會隨之變差。一 201201636 砵/ ^ ]則很容易會在元件相連結時，發生不匹配的狀況。 下若疋於製造過程中，若有些許的打件偏移發生，即需 再重新做調整。 k I * 匕卜％參考第2 (a)圖及第2 (B) ®，第2 (A)圖及第2 (B) I分別為習知使用金屬導線來實現跳線之—上視示意圖與一 、視示』如第2 (A)圖及第2 (B)圖所示，習知技術係透過 於基板之背面使用一金屬導線肌來作為訊號跳線，相較於空橋跳 方式金屬導線作為跳線的特性幾乎是等同無跳線的理想情 况’而可獲得健的躲。但是缺點是無法使則了件对來實現， 必須仰賴以人工作業方式進行手燁，如此一來，將會增加生產工時， 因此會耗費較高的製造成本與生產時間。 【發明内容】 因此，本發明主要在於提供一種具跳線結構之電路板。 本發明揭路一種具跳線結構之電路板，包含有：一基板，包含有 —第一面及一第二面；一接地層，佈於該基板之該第二面上；一第 —訊號端，形成於該基板之該第一面上，用來接收一第一訊號；一 第二訊號端，形成於該基板之該第一面上，用來輸出該第一訊號； —第三訊號端，形成於該基板之該第一面上，用來接收一第二訊號； —第四訊號端’形成於該基板之該第一面上，用來輸出該第二訊號； 201201636 一第一訊號傳輸線，形成於該基板之該第一面上，包含有：一第一 轉接訊號端；一第二轉接訊號端；一前段傳輸線，耦接於該第一訊 號端與該第一轉接訊號端；一第一中間傳輸帶，耦接於該第一轉接 訊號端與該第二轉接訊號端；一後段傳輸線，耦接於該第二轉接訊 號端與該第二訊號端；以及複數個接地墊，分別設置於該第一中間 傳輸帶之兩側，且每一接地墊皆耦接於該接地層；以及一第二訊號 傳輸線’形成於該基板之該第二面上，包含有：一第一訊號傳輪端， 耦接於該第三訊號端；一第二訊號傳輸端，耦接於該第四訊號端； 以及一第二中間傳輸帶，耦接於該第一訊號傳輸端與該第二訊號傳 輸端；其中，於該第一訊號端與該第一轉接訊號端之間以及該第二 轉接訊號端與該第二訊號端之間，該第一訊號係以微帶線傳輸方式 傳輸，而於該第一轉接訊號端與該第二轉接訊號端之間，該第一訊 號係以共平面波導傳輸方式傳輸’以及於該第一訊號傳輸端與該第 二訊號傳輸端之間，該第二訊號係以共平面波導傳輸方式傳輸。 【實施方式】 請參考第3圖及第4圖，第3圖為本發明實施例之一電路板3〇 之上視示意圖，第4圖為電路板3〇之下視示意圖。電路板3〇包含 有一基板302、一接地層304、一第一訊號傳輸線306、一第二訊號 傳輸線308及訊號端PI、P2、P3、P4。如第3圖與第4圖所示，基 板302包含有上、下兩平面。第一訊號傳輸線3〇6以及訊號端ρι、 P2、P3、P4係形成於基板3〇2之上平面。接地層3〇4係形成於基板 201201636 302之下平面，用來提供接地。訊號端P1用來接收一第一訊號SI， 訊號端P2用來輸出第一訊號S1。訊號端P3用來接收一第二訊號 S2，訊號端P4用來輸出第二訊號S2。 第一訊號傳輸線306包含有轉接訊號端TP1與TP2、前段傳輸 線PTL、後段傳輸線BTL、中間傳輸帶CTS1及接地墊GP1與GP2。 前段傳輸線PTL耦接於訊號端P1與轉接訊號端TP1。後段傳輸線 BTL耦接於轉接訊號端TP2與訊號端P2。中間傳輸帶CTS1耦接於 • 轉接訊號端TP1與TP2之間。接地墊GP1與GP2分別設置於中間 傳輸帶CTS1之兩側，且接地墊GP1與GP2皆耦接於接地層304。 此外，接地墊GP1、GP2會分別與中間傳輸帶CTS1之間存在有一 第一間隙GAP1。當第一訊號S1被輸入訊號端P1後，第一訊號S1 係以微帶線傳輸方式，經由前段傳輸線PTL自訊號端P1傳輸至轉 接訊號端TP1。由於中間傳輸帶CTS1、接地墊GP1與接地墊GP2 之間會形成一共平面饋入區域CPW1 (未繪於第3圖），因此，接下 • 來’第一訊號S1係以共平面波導傳輸方式自轉接訊號端TP1傳輸 至轉接訊號端TP2。最後，第一訊號si再以微帶線傳輸方式，經由 後段傳輸線BTL自轉接訊號端TP2傳輸至訊號端P2，而順利於訊 號端P2輸出。簡言之’第一訊號S1傳輸至轉接訊號端TP1端時， 會由微帶線傳輸轉共平面波導傳輸(microstrip line to co-planar waveguide transition) ’並於傳輸至轉接訊號端TP2端時，再由共平 面波導傳輸轉微帶線傳輸(co_planar waveguide to microstrip line transition) ° 201201636 第二訊號傳輸線308包含有訊號傳輸端SPl、訊號傳輸端SP2 及中間傳輸帶CTS2。訊號傳輸端SP1耦接於訊號端P3。訊號傳輸 端SP2耦接於訊號端P4。中間傳輸帶CTS2耦接於訊號傳輸端SP1 與訊號傳輸端SP2之間。當第二訊號S2被輸入訊號端P3後，第二 訊號S2會先被傳遞至訊號傳輸端spi。由於中間傳輸帶CTS2與接 地層304之間會形成一共平面饋入區域CPW2(未繪於第4圖），因 此，接下來，第二訊號S2係以共平面波導傳輸方式自訊號傳輸端 SP1傳輸至訊號傳輸端SP2。最後，第二訊號S2經由訊號傳輸端 SP2傳遞至訊號端P4，並順利於訊號端料輸出。簡言之，第二訊 號S2可於基板302下平面進行共平面波導傳輸。 因此本發明透過將原本微帶線傳播時垂直於基板3〇2方向的電 場轉換成與基板302互為平行之共平面波導的電場，如此一來，將 可避免於訊麟輸_直方向之電場會跨越以—減線而產生不 連續的電％分佈’因此，可以防範介人祕、反射損耗與隔離度變 差。 進-步說明，請參考第5圖及第6圖，第5圖及第6圖分別為 第3圖與第4圖中之電路板3G之共平面饋人區域CPW1與CPW2 中電場方向之示意圖。其帽頭方向表示電場方向由第5圖可知， 在共平面饋入區域CPW1中，電場的分布皆在基板3〇2之上平面。 由第6圖可知’在共平面饋入區域cpw2中，電場的分布皆在基板 201201636 302之下平面。換言之，於第一訊號傳輸線3〇6與第二訊號傳輸線 308之交會處，第一訊號S1與第二訊號S2會各自於基板302之上、 下平面，傳輸於其獨立之路徑，而不會互相干擾，因此，具有相當 佳之隔離度。 詳細來說，第二訊號傳輸線308需形成於基板3〇2之下平面中 對應於共平面饋入區域CPW1之位置，也就是說，第二訊號傳輸線 308必須通過對應於共平面饋入區域cpwi之位置，如此一來，當 •第-訊號傳輸線3〇6跨越第二訊號傳輸線3〇8時，可以透過由微帶 線傳輸轉共平面波導傳輸來達到跳線的目的。 除此之外，請繼續參考第4圖，接地層3〇4包含有一淨空區域 cz ’淨空區域czji無設置任何元件，且為一非導電區域。也就是 說’在基板302之下平面保留有一淨空區域cz。較佳地，第二訊號 傳輸線之訊號傳輸端SP1、訊號傳輸端SI>2及中間傳輸帶CTS皆形 #成於淨工區域cz ’且皆未連接於接地層3〇4。因此，訊號傳輸端 SP卜訊號傳輸端SP2及中間傳輸帶⑽與接地層之間存在一第二 間隙GAP2。要㈣的是，不可將接地塾GP1與GP2輕接於淨空區 域CZ中’以避免失去接地的效果。 需注意的是，電雜3〇僅為本發明之-實關，本領域具通常 知識者當可據以做不同之修飾。舉例來說 PTL、後段傳輸線BTL、中間傳輪帶ctsi ’較佳地’前段傳輸線 、CTS2分別為一微帶線 201201636 結構。第一訊號S1與第二訊號S2可以是一直流電源訊號、一 L-band 訊號、一 Ka-band訊號或一 Ku-band訊號，但不以此為限。此外， 如第3圖所示，接地墊GP1與GP2皆以4個貫通孔耦接於接地層 304。當然’接地墊GPi與GP2可以2個貫通孔或多個貫通孔輛接 於接地層。或者，訊號端P3可以貫通孔方式耦接至訊號傳輸端spl， 訊號端P4可以貫通孔方式耦接至訊號傳輸端SP2。 舉例來說，若以第一訊號S1為一 Ku-band訊號（l〇.7GHz〜 12.75GHz)’第一訊號S2為一直流電源訊號為例，電路板使用 不同第一間隙GAP 1長度時之頻率響應示意圖即如第7圖及第8圖 所示。如第7圖所示，使用本發明之跳線結構之電路板3〇，反射係 數皆處在-1幽以下，具有相當好的特性表現。如第8圖所示，使 用本發明之跳線結構之電路板3〇，具有相當優異的隔離度。 綜上所述’本發明使用微帶線轉換共平面波導再轉換成微帶線 的結構來實現訊號跳線，只要略修改電路佈局的設計即可輕易跨越 另-條訊號線，而不需額外的元件，也不需打件及人工手焊的作業， 因此’可大幅節省成本。更重要的是，本發明於絲之上下面皆可 怖置訊號線且_度佳，具有㈣的電路雜與穩定性。 201201636 【圖式簡單說明】 第1圖為習知使用空橋的方式來實現跳線之示意圖。 第2(A)圖及第2(B)圖分別為習知使用金屬導線來實現跳線 之一上視示意圖與一下視示意圖。 第3圖及第4圖分別為本發明實施例之一電路板之上視示意圖與 一下視示意圖。 第5圖及第6圖分別為第3圖中之電路板之第一共平面饋入區城 與第二共平面饋人區域之電場方向之示意圖。 第7圖及第8圖分別為第3 之頻率響應示意圖。 圖之電路板使用不同第一間隙長度時 【主要元件符號說明】

30 302 304 306 308

A

BTL CPW1、CPW2 CTS1 ' CTS2 電路板 基板 接地層 第一訊號傳輸線 第二訊號傳輸線 金屬架 後段傳輪線 共平面饋入區域 中間傳輪帶 201201636 cz 淨空區域 GP1、GP2 接地墊 GAP1 第一間隙 GAP2 第二間隙 U、L2、L3 傳輸線 ML 金屬導線 PI ' P2 ' P3 ' P4 訊號端 PTL 前段傳輸線 SI 第一訊號 S2 第二訊號 SP1 、 SP2 訊號傳輸端 TP1 ' TP2 轉接訊號端

Claims (1)

1. 201201636 七、申請專利範圍： 1. 一種具跳線結構之電路板，包含有： 一基板，包含有一第一面及一第二面； 一接地層，佈於該基板之該第二面上； 一第一訊號端，形成於§玄基板之该第一面上，用來接收一第一訊 號； 一第二訊號端，形成於該基板之該第一面上，用來輸出該第一訊 號； 一第三訊號端，形成於該基板之該第一面上，用來接收一第二訊 號； 一第四訊號端，形成於該基板之該第一面上，用來輸出該第二訊 號； 一第一訊號傳輸線，形成於該基板之該第一面上，包含有： 一第一轉接訊號端； • 一第二轉接訊號端； 一前段傳輸線，耦接於該第一訊號端與該第一轉接訊號端； 一第一中間傳輸帶，耦接於該第一轉接訊號端與該第二轉接 訊號端； —後段傳輸線，耦接於該第二轉接訊號端與該第二訊號端； 以及 複數個接地墊，分別設置於該第一中間傳輪帶之兩側，且每 一接地墊皆耦接於該接地層；以及 13 201201636 一第二訊號傳輸線’形成於該基板之該第二面上，包含有： 一第一訊號傳輸端’耦接於該第三訊號端； 第一訊號傳輸端，耗接於該第四訊號端；以及 一第二中間傳輸帶，耦接於該第一訊號傳輸端與該第二訊號 傳輸端； 其中’於該第一訊號端與該第一轉接訊號端之間以及該第二轉接 訊號端與該第二訊號端之間，該第一訊號係以微帶線傳輪方 式傳輪，而於該第一轉接訊號端與該第二轉接訊號端之間， 該第一訊號係以共平面波導傳輸方式傳輸，以及於該第一訊 號傳輸端與該第二訊號傳輸端之間，該第二訊號係以共平面 波導傳輸方式傳輸。 2. 如請求項述之電路板，其巾該第—巾間傳鮮與該複數個接 地墊之間形成一第一共平面饋入區域。 3. :請求項2所述之電路板，其中該第—訊號經由該第—中間傳輸 ▼與複數個接祕，以-共平面波導方式傳輸於該第—轉接訊號 端與該第二轉接訊號端之間。 4. 如請求項2所述之電路板，其中該二訊號傳輸線係形成於基板之 該第二面中對應於該第一共平面饋入區域之位置。 5. 如請求項1所述之電雜，其巾，該複數個接地魅該第一中間 201201636 傳輸帶之間存在一間隙。 6. 如請求項1所述之電路板，其中，該接地層包含有一淨空區域。 7. 如請求項6所述之電路板，其中該第二訊號傳輸線之該第一訊號 傳輸端、該第二訊號傳輸端及該第二中間傳輸帶係形成於該基板 之該第二面上，並位於該淨空區域内。 # 8.如請求項7所述之電路板’其中該第二訊號傳輸線之該第一訊號 傳輸端、該第二訊號傳輸端及該第二中間傳輸帶係未連接於該接 地層。 9.如請求項8所述之電路板’其中該第—訊號傳輸端、該第二訊號 傳輸端及該第二中間傳輸帶與該接地層之間存在一第一間隙。 m如請求項1所述之電路板’其中該第二中間傳輪帶與該接地層之 • 間形成一第二共平面饋入區域。 U.如請求項H)所述之電路板，其中該第二訊號經由該第二中門傳 輸帶與該接地層，以-共平面波導方式傳輸於該第一訊號傳輸端 與該第二訊號傳輸端之間。 :12.如請求項丨所述之電路板，其中該前段傳輸線、該第—中間傳輸 15 201201636 帶與該後段傳輸線係沿一第一方向設置，且該第二中間傳輪帶沿 相異於該第一方向之一第二方向設置。 13. 14. 八 如請求項1所述之電路板，其中該前段傳輸線、該後段傳輪線、 該第一中間傳輸帶、該第二中間傳輸帶分別為一微帶線結構。 如4求項1所述之電路板，每一接地墊係以貫通孔方式耦接於該 接地層。 、囷式： 籲

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